DE102008002027A1 - Measuring cell for use in measuring device of ultrasonic measuring system, has molded part provided with surface for coupling and/or decoupling of ultrasonic signal for determining flow-through of fluid medium through cell
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Measuring cell for use in measuring device of ultrasonic measuring system, has molded part provided with surface for coupling and/or decoupling of ultrasonic signal for determining flow-through of fluid medium through cell

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G—PHYSICS

G01—MEASURING; TESTING

G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR

G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow

G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow by measuring frequency, phaseshift, or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. ultrasonic flowmeters

G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow

G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow by measuring frequency, phaseshift, or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. ultrasonic flowmeters

G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow

G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow by measuring frequency, phaseshift, or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. ultrasonic flowmeters

G01F1/663—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow by measuring frequency, phaseshift, or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. ultrasonic flowmeters by measuring Doppler frequency shift

Abstract

The cell (2) has a molded part for providing adjustment of the cell at a measuring device (3), where the molded part exhibits a surface for coupling and/or decoupling of an ultrasonic signal (7) for determining and/or monitoring a flow-through of a measuring medium through the cell. The molded part exhibits an elevation (6) for accommodating into a recess (5). A sensor detects a fluid parameter, and a detecting unit detects storage and transmission of data. Another molded part lies opposite to the former molded part. Independent claims are also included for the following: (1) a measuring system for determining and/or monitoring a flow-through of a measuring medium through a measuring cell (2) a method for operating a measuring system.

Ultraschall-Durchflussmessgeräte werden vielfach in der Prozess- und Automatisierungstechnik eingesetzt. Ultrasonic flowmeters are often used in the process and automation technology.Sie erlauben in einfacher Weise, den Volumendurchfluss und/oder Massendurchfluss in einer Rohrleitung berührungslos zu bestimmen. They allow in a simple manner to determine the volume flow and / or mass flow without contact in a pipeline.

Beim Laufzeitdifferenz-Prinzip werden die unterschiedlichen Laufzeiten von Ultraschallimpulsen relativ zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit ausgewertet. The travel time difference principle, the different transit times of ultrasonic pulses are evaluated relative to the flow direction of the liquid.Hierzu werden Ultraschallimpulse sowohl in wie auch entgegen der Strömung gesendet. To this end, ultrasonic pulses are transmitted in both as well as against the flow.Aus der Laufzeitdifferenz lässt sich die Fließgeschwindigkeit und damit bei bekanntem Durchmesser des Rohrleitungsabschnitts der Volumendurchfluss bestimmen. From the transit time difference, the flow velocity and thus at a known diameter of the pipeline section of the volume flow can be determined.

Reflexionen in der Flüssigkeit treten jedoch nur auf, wenn Luftbläschen oder Verunreinigungen in dieser vorhanden sind, so dass dieses Prinzip hauptsächlich bei verunreinigten Flüssigkeiten Verwendung findet. However, reflections in the liquid occurs only when air bubbles or impurities are present in this, so that this principle is mainly the case of contaminated fluids.

Die Ultraschallwandler bestehen normalerweise aus einem Piezoelement, auch kurz Piezo genannt, und einem Koppelelement, auch Koppelkeil oder seltener Vorlaufkörper genannt. The ultrasonic transducers are usually made of a piezoelectric element, also called short piezo, and a coupling element, and coupling wedge or, more rarely lead body called.Im Piezoelement werden die Ultraschallwellen erzeugt und bei einem Clamp-On-System über das Koppelelement zur Rohrwandung geführt und von dort in die Flüssigkeit geleitet. In the piezoelectric element, the ultrasonic waves are generated and maintained with a clamp-on system via the coupling element to the pipe wall and from there into the liquid.Da die Schallgeschwindigkeiten in Messmedium, Koppelelement und Rohrwandung meist unterschiedlich sind, werden die Ultraschallwellen beim Übergang von einem zum anderen Medium gebrochen. Since the speeds of sound in the measured medium, the coupling element and pipe wall are usually different, the ultrasonic waves in passing from one medium to the other to be broken.Der Brechungswinkel bestimmt sich in erster Näherung nach dem Snell'schen Gesetz. The angle of refraction is determined in a first approximation according to Snell's law.Der Brechungswinkel ist somit abhängig von dem Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten in den beiden Medien. The angle of refraction is thus dependent on the ratio of the propagation velocities in the two media.

Die TheUS-PS 5 463 906 US Patent No. 5,463,906zeigt ein Ultraschall-Durchflussmessgerät mit einer auswechselbaren Kammer, durch die das Messmedium fließt. shows an ultrasonic flow meter with a replaceable chamber through which the measurement fluid flows.Die Kammer verfügt über zwei Düsen, eine Eingangs- und eine Ausgangsdüse, mittels derer ein Schlauch an die Kammer anschließbar ist. The chamber has two nozzles, an input and an exit, by means of which a hose is connectable to the chamber.Die Kammer weist weiterhin eine glatte und merkmalslose Innenseite, in welcher das Messmedium fließt, damit Blutzellen nicht beschädigt werden, und bevorzugt keilförmige Koppelelemente auf. The chamber also has a smooth and featureless inside, in which the measurement fluid flows, so that blood cells are not damaged and preferably wedge-shaped coupling elements.Eine Brechung oder Reflektion des Ultraschallsignals wird jedoch verhindert, da das Koppelelement die gleiche akustische Impedanz wie das Messmedium, insbesondere Blut, besitzt. A refraction or reflection of the ultrasound signal, however, is prevented since the coupling element the same acoustic impedance as the measurement medium, in particular blood possesses.Der Ultraschallsignalpfad verläuft axial in der Kammer und zur Strömung und senkrecht auf die Fläche der Kammer, welche den Ultraschallwandler des Durchflussmessgeräts koppelt. The ultrasound signal path extends axially in the chamber and to the flow and perpendicular to the surface of the chamber, which couples the ultrasonic transducer of the flow meter.Das Ultraschall-Durchflussmessgerät weist mindestens einen Ultraschallwandler auf, der mittels eines Körpers, an welchem die kammerabgewandte Seite des Wandlers befestigt ist, und mittels einer Feder an die Kammer gepresst wird. The ultrasonic flowmeter includes at least one ultrasonic transducer which is attached by means of a body on which the chamber side facing away from the transducer, and is pressed to the chamber by a spring.Sowohl der Körper, an welchem der Ultraschallwandler befestigt ist, als auch die Kammer befinden sich in einem hohlräumigen Aufnehmer. Both the body, which is attached to the ultrasonic transducer, and the chamber are located in a voided pickup.In dessen quaderförmigen Hohlraum kann der Körper mit dem Ultraschallwandler axial verschoben werden. In the block-shaped cavity of the body can be displaced axially with the ultrasonic transducer.Dieser ist mit einer Feder an einem axialen Ende des Aufnehmers verbunden. This is connected to a spring at one axial end of the transducer.Die Kammer hat ebenfalls eine äußere Gestalt, so dass sie in den Hohlraum passt und mittels der Feder am Körper mit dem Ultraschallwandler und der gegenüberliegenden Innenwand der Ausnehmung verspannt werden kann. The chamber also has an external shape so that it fits into the cavity and can be clamped by means of the spring on the body to the ultrasonic transducer and the opposite inner wall of the recess.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Messzelle vorgeschlagen wird, welche lösbar an einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung anbringbar ist, wobei die Messzelle mindestens ein Formstück zur Ausrichtung der Messzelle an einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist und welches Formstück eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist. The object is achieved in that a measuring cell is proposed, which is releasably attachable to a designated measuring device, the measuring cell has at least one fitting for orienting the measuring cell to a dedicated measuring device and which form piece has a surface for coupling in and / or coupling- having an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a flow rate of a medium to be measured through the measuring cell.

Ein Formstück ist ein dreidimensionales Gebilde mit äußerer Gestalt, eine Form. A fitting is a three-dimensional structure with an outer shape, a shape.Die Form ist in der Regel einstückig, kann sich aber aus mehreren Formelementen zusammengesetzten. The shape is integrally normally, but can form composed of several elements.Formelemente sind die kleinsten Einheiten einer Form, in welche diese sich zerlegen lässt. Form elements are the smallest units into which they can be broken down a form.Die Eigenschaften, welche die Formelemente charakterisieren, sind ihre Gestalt, Größe, Position bzw. Lagebeziehung und das Material, aus welchem sie bestehen. The properties which characterize the mold elements, their shape, size, position or positional relationship and the material from which they are made.Die Eigenschaften aller Formelemente beschreiben die Form und damit hier das Formstück. The properties of all the form elements describe the shape and here the fitting.

Das Formstück ist so ausgestaltet, dass es eine Fläche aufweist, auf welcher ein Ultraschallwandler ohne akustischen Spalt angebracht werden kann und weiterhin Formelemente aufweist, die zur Orientierung der Messzelle an einem entsprechend ausgestalteten Gegenstück der Messvorrichtung dienen. The shaped piece is designed such that it has a surface on which an ultrasonic transducer can be mounted without an acoustic gap and further comprising molding elements which are used for orientation of the measuring cell to a suitably designed counterpart of the measuring device.Ein Formstück kann auch Teil eines Mechanismus' sein, um die Messzelle an der Messvorrichtung lösbar fest zu machen, wie z. A fitting can also be part of a mechanism to make the measuring cell to the measuring device releasably such.B. ein Teil eines zweiteiligen Bajonettverschlusses. As part of a two-part bayonet lock.Das Formstück kann dabei einteilig bzw. integraler Bestandteil der Messzelle sein, oder ein oder mehrere Formelemente sind an der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung der Ultraschallsignale befestigt. The molding may in this case be integral or integral part of the measuring cell, or one or more mold elements are attached to the surface for the input and / or output coupling of the ultrasonic signals.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Messzelle besteht daher darin, dass die Messzelle mindestens ein Formelement zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist und dass die Messzelle mindestens eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist. therefore, a variant of the measuring cell of the invention is that the measuring cell comprises at least one mold member to the orientation of the measuring cell at the appropriate measuring device and that the measuring cell comprises at least an area for the input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a flow rate of a having medium to be measured through the measuring cell.Das Formelement zur Ausrichtung der Messzelle ist bevorzugt mit der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals verbunden. The molded element for alignment of the measuring cell is preferably associated with the area for the input and / or output coupling of the ultrasonic signal.Das Formstück besteht in dieser Variante aus zwei Teilen, also aus zwei Formelementen, einerseits aus dem Formelement zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung und andererseits aus der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals, welche miteinander in Verbindung stehen. The molding is in this variant of two parts, ie of two mold elements, on the one hand from the molding member to the orientation of the measuring cell at the appropriate measuring device and on the other hand from the area for the input and / or output coupling of the ultrasonic signal, which communicate with each other.

Die erfindungsgemäße Messzelle kann exakt ein Formstück zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweisen, welches Formstück seinerseits exakt eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist oder die Messzelle weist ein Formstück zur Ausrichtung der Messzelle mit mehreren, insbesondere zwei Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals auf oder die Messzelle weist mehrere, insbesondere zwei Formstücke zur Ausrichtung der Messzelle auf, welche ihrerseits wiederum über eine oder mehrere Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals verfügen. The measuring cell of the invention can have exactly a fitting for orienting the measuring cell to the designated measuring device has exactly which form part of his hand, an area for input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a flow rate of a medium to be measured through the measuring cell or measuring cell has a fitting for orienting the measuring cell with several, in particular two surfaces for the input and / or output coupling of an ultrasound signal, or the measuring cell comprises several, in particular two mold parts for alignment of the measuring cell, which in turn over one or more surfaces for input and / or extraction of an ultrasonic signal feature.

Alle Merkmale der nachfolgend beschriebenen Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösungen sind beliebig untereinander kombinierbar. All features of the education and training of the inventive solutions described below are combined with each other.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle sieht vor, dass das Formstück der Messzelle eine Vertiefung zur Aufnahme einer Erhebung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist oder dass das Formstück der Messzelle eine Erhebung zur Aufnahme einer Vertiefung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist. A particularly advantageous further development of the measuring cell of the invention provides that the fitting of the measuring cell has a recess for receiving an elevation of a molded article of a dedicated measuring device or that the fitting of the measuring cell has an elevation for receiving a recess of a molded piece of a dedicated measuring device.Die Erhebung bzw. Vertiefung kann dabei aber auch am Rand des Formstücks liegen. But the elevation or depression can thereby also are on the edge of the fitting.

Nach einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messzelle ist die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle eine Koppelmatte bzw. die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals besitzt die Eigenschaften einer Koppelmatte oder eine Koppelmatte ist auf der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals angebracht. According to an embodiment of the measuring cell of the invention is the area for the input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a flow rate of a medium to be measured through the measuring cell, a coupling mat or the area for the input and / or output coupling of an ultrasound signal having the characteristics of a coupling mat or a coupling mat is placed on the surface for the input and / or output coupling of an ultrasound signal.Eine Koppelmatte ist elastisch federnd, so dass sie sich sowohl an die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals eines an der Messzelle anlegbaren Ultraschallwandlers, als auch an die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals der Messzelle, auf welcher sie appliziert ist, anpasst. A coupling mat is elastically resilient, so that they are both at the surface for the input and / or output coupling of an ultrasound signal of which can be placed on the measuring cell ultrasound transducer, and to the surface for the input and / or output coupling of an ultrasound signal of the measurement cell on which they is applied, adapts.Durch die guten akustischen Eigenschaften und Koppeleigenschaften der Koppelmatte lässt sich ein Ultraschallwandler ohne akustischen Spalt an die Messzelle koppeln. Due to the good acoustic properties and coupling properties of the coupling mat is an ultrasonic transducer without acoustic gap can be coupled to the measuring cell.Weiterhin weist sie eine geringe Schalldämpfung auf. Further, it has a low acoustic attenuation.Koppelmatten bestehen üblicherweise aus weichen Metallen, Silikonverbindungen oder Polymeren, insbesondere Elastomeren. Coupling mats usually consist of soft metals, silicon compounds or polymers, in particular elastomers.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Messzelle aus einem sterilisierbarem, insbesondere aus einem mit Gammastrahlung sterilisierbarem Material gefertigt ist. A further advantageous embodiment of the device according to the invention envisages that the measuring cell is made of a sterilizable, in particular of a sterilizable by gamma irradiation material.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Messzelle aus einem kompostierbaren Material gefertigt ist oder dass die Messzelle aus einem, zu einem Großteil recycelbaren Material gefertigt ist. A further advantageous embodiment of the device according to the invention envisages that the measuring cell is manufactured from a compostable material, or that the measuring cell of one, is made in large part of recyclable material.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Messzelle eine Vorrichtung zur Erfassung mindestens eines weiteren Fluidparameters auf. In a further embodiment of the solution according to the invention, the measuring cell to a device for detecting at least one other fluid parameter.Eine solche Vorrichtung kann auch z. Such a device may also z.B. darin begründet sein, dass die Messzelle in einem bestimmten Bereich eine transparente und/oder für die Durchstrahlung mit Infrarotem Licht geeignete Wandung aufweist, also von der Außenseite der Messzelle, welche mit der Umwelt in Kontakt steht, bis zur Innenseite der Messzelle, welche mit dem Messmedium in Berührung steht, ist die Messzelle transparent und/oder für die Durchstrahlung mit Infrarotem Licht geeignet. For example, be due to the fact that the measuring cell comprises a transparent and / or suitable for the irradiation with infrared light the wall within a certain range, that is from the outside of the measuring cell which communicates with the environment in contact to the inside of the measuring cell which communicating with the measurement medium in contact, the measuring cell is transparent and / or suitable for the irradiation with infrared light.Damit ist es möglich, mittels eines Infrarotthermometers, welcher nicht Teil der Messzelle ist, die Temperatur des Messmediums in der Messzelle zu bestimmen und/oder zu Überwachen. It is thus possible, by means of an infrared thermometer, which is not part of the measuring cell to determine the temperature of the measuring medium in the measuring cell and / or monitor.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messzelle wird vorgeschlagen, dass das Mittel zur Datenerfassung, -speicherung und -übertragung ein RFID-Transponder ist. According to an advantageous embodiment of the measuring cell of the invention it is proposed that the means for data acquisition, storage and transmission is a RFID transponder.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messzelle wird vorgeschlagen, dass das Mittel zur Datenerfassung, -speicherung und -übertragung ein Barcode ist. According to a further advantageous embodiment of the measuring cell according to the invention it is proposed that the means for data acquisition, storage and transmission is a bar code.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messzelle ist darin zu sehen, dass die lichte Weite der Messzelle über die Länge der Messzelle, von der Einlassseite bis zur Auslassseite in Größe und Form variieren kann, insbesondere dass die Messzelle eine Querschnittsverengung aufweist. A further advantageous embodiment of the measuring cell of the invention is to be seen in that the clear width of the measurement cell over the length of the measuring cell, may vary up to the outlet side in size and shape from the inlet side, in particular that the measuring cell has a cross-sectional constriction.Eine Querschnittsverengung dient z. A restricted section for serving.B. zur Fokussierung des Ultraschallsignals, ähnlich einer Linse. As for focusing of the ultrasonic signal, similar to a lens.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle schlägt vor, dass die Messzelle zwei sich gegenüberliegende Formstücke zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist, wobei mindestens ein Formstück eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist. A further advantageous development of the measuring cell of the invention proposes that the measuring cell comprises two opposing mold parts for alignment of the measuring cell at the appropriate measuring apparatus, wherein at least one fitting a surface to the input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a has flow of a measured medium through the measuring cell.Wird in der Messzelle der Durchfluss des Messmediums mittels Laufzeitdifferenzverfahren von Ultraschallsignalen bestimmt und das Ultraschallsignal nur über eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals ein- und ausgekoppelt, kann die der Fläche zur Ein- und Auskopplung des Ultraschallsignals gegenüberliegende Seite der Messzelle als Reflektionsfläche zur Reflektion des Ultraschallsignals ausgebildet sein. Is in the measuring cell of the flow of the measured medium by means of transit time method ultrasonic signals is determined and switched on, the ultrasonic signal, only an area for the input and / or output coupling of the ultrasound signal and coupled to the surface may be opposed to the coupling and decoupling of the ultrasonic signal side of the measuring cell as reflection surface be formed for reflecting the ultrasonic signal.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle wird vorgeschlagen, dass beide Formstücke Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweisen. According to an advantageous further development of the measuring cell according to the invention it is proposed that both of the mold pieces surfaces for input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a flow rate of a measurement medium having through the measuring cell.

Die Messzelle weist auf zwei sich gegenüberliegenden Außenseiten jeweils eine Gestalt auf, die das Ein- und/oder Auskoppeln von Ultraschallsignalen ermöglicht und an welcher die Position der Messzelle relativ zu einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung festlegbar ist. The measuring cell has two opposite outer sides each have a shape which allows the input and / or output coupling of ultrasonic signals and to which the position of the measuring cell is fixed relative to a dedicated measurement apparatus.Die Formstücke können dabei unterschiedliche Geometrien aufweisen oder sie sind näherungsweise gleich ausgestaltet. The fittings can have different geometries or they are approximately equal configured.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Messzelle modular aufgebaut mit mindestens einem ersten Modul, welches als Messrohr ausgestaltet ist und mindestens einem zweiten Modul, welches als Formstück zur Ausrichtung der Messzelle ausgestaltet ist. According to an advantageous further development, the measuring cell has a modular structure with at least one first module, which is designed as a measuring tube and at least one second module, which is configured as a fitting for orienting the measuring cell.Im Gegensatz zur Messzelle mit einem Formstück als integralem Bestandteil des Messrohrs, also wo die Messzelle mittels eines Gießverfahrens, eines Spritzverfahrens, eines stereolithographischen Verfahrens oder durch spanabhebende Verfahren aus Vollmaterial herstellbar ist, besteht die Messzelle in diesem Beispiel aus mindestens zwei zusammenfügbaren Teilen. In contrast to the measuring cell with a molding as an integral part of the measuring tube, that is where the measuring cell is manufactured by a casting method, a spray method, a stereolithographic process or by machining methods from solid material, there is cell in this example consists of at least two joinable parts.Das Formstück ist an das Messrohr anschweißbar oder anklebbar oder aufschrumpfbar ausgestaltet. The fitting is designed weldable or-adhered or shrunk to the measuring tube.So sind bei dem Fertigungsverfahren der Messzelle lediglich zwei Werkzeuge notwendig. So only two tools are necessary in the manufacturing process of the measuring cell.Weiterhin besteht die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe in einem Messsystem zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch eine Messzelle, bestehend aus einer Messvorrichtung, welche Messvorrichtung mindestens ein Formstück aufweist, welches Formstück eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist, an welchem Formstück eine dafür vorgesehenen Messzelle ausrichtbar ist, welche Messvorrichtung weiterhin mindestens einen Ultraschallwandler aufweist, und einer Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche Messzelle lösbar in der Messvorrichtung anbringbar ist. Furthermore, the solution of the problem underlying the invention in a measurement system for determining and / or monitoring a flow rate of a medium to be measured by a measuring cell comprising a measuring device, which measuring device comprises at least a molding which molding an area for the input and / or output coupling having an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a flow rate of a medium to be measured through the measuring cell, to which fitting an appropriate cell can be aligned, which measuring device further comprises at least one ultrasonic transducer, and a measuring cell according to one of claims 1 to 5, which measuring cell releasably the measuring device is mountable.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Messsystems ist darin zu sehen, dass Messzellen verschiedener Größen und/oder Formen an der Messvorrichtung ausrichtbar und/oder befestigbar sind. Another advantage of the measuring system of the invention is the fact that measuring cells of different sizes and / or shapes on the measuring device can be aligned and / or fastened are.Eine Messvorrichtung kann also Messzellen z. A measuring device can thus measuring cells such.B. verschiedener Nennweiten und/oder Längen aufnehmen und damit messen. B. different diameters and / or lengths record and measure it.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems schlägt vor, dass die Messvorrichtung so ausgestaltet ist, dass Messzellen verschiedener Größen und/oder Formen an der Messvorrichtung anbringbar sind. An advantageous further development of the measuring system of the invention provides that the measuring device is designed so that measuring cells of different sizes and / or shapes are attachable to the measuring device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems wird vorgeschlagen, dass beide Formstücke eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweisen. According to an advantageous further development of the measuring system according to the invention it is proposed that both of the mold pieces having an area for input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a flow rate of a medium to be measured through the measuring cell.Also sowohl das dritte Formstück zur Ausrichtung der Messzelle der Messvorrichtung, als auch das diesem gegenüberliegende vierte Formstück zur Ausrichtung der Messzelle der Messvorrichtung weisen jeweils mindestens eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle auf. So both the third fitting for orienting the measuring cell of the measuring device, and the opposite thereto fourth fitting for orienting the measuring cell of the measuring device each have at least an area for the input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a flow rate of a measurement medium by the measuring cell.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems besteht darin, dass von der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals der Messvorrichtung auf die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals der Messzelle eine bestimmte Kraft aufbringbar ist. An advantageous further development of the measuring system according to the invention is that a certain force from the surface to the input and / or output coupling of the ultrasound signal of the measuring device to the area for the input and / or output coupling of the ultrasound signal, the measuring cell can be applied.Die Kraft kann beispielsweise über eine Feder oder über eine andere Mechanik, welche sich eignet, eine näherungsweise konstante und bestimmte Kraft über eine längere Zeit aufzubringen, vorzugsweise ohne eine wesentliche Energiezufuhr, z. The force may, for example, via a spring or through another mechanism, which is suitable to apply an approximately constant and certain force over a longer time, preferably without substantial energy supply, for example.B. ein Gewinde, aufgebracht werden. As a thread, to be applied.Beide Flächen werden dabei näherungsweise ohne Spalt, insbesondere ohne akustischen Spalt, aufeinander gepresst. Both areas are doing approximately without a gap, especially without acoustic gap, pressed against each other.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems ist darin zu sehen, dass das Ultraschallsignal einen Signalpfad aufweist, welcher im Wesentlichen axial zur Strömungsrichtung des Messmediums in der Messzelle liegt. A very advantageous further development of the measuring system of the invention is to be seen in that the ultrasound signal has a signal path that is substantially axially to the flow direction of the measuring medium in the measuring cell.Diese Ausgestaltung ist bspw. vorteilhaft bei Ultraschallwandlern auf beiden Seiten der Messzelle auf der Achse der Strömungsrichtung des Messmediums. This embodiment is, for example, advantageous for ultrasonic transducers on both sides of the measurement cell on the axis of the flow direction of the measured medium.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems sieht vor, dass das Formstück der Messvorrichtung eine Vertiefung zur Aufnahme einer Erhebung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messzelle aufweist oder dass das Formstück der Messvorrichtung eine Erhebung zur Aufnahme einer Vertiefung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messzelle aufweist. A particularly advantageous further development of the measuring system according to the invention provides that the fitting of the measuring device has a recess for receiving an elevation of a molded piece of a designated cell or that the fitting of the measuring device has an elevation for receiving a recess of a molded piece of a designated cell.Die Erhebung bzw. Vertiefung kann dabei aber auch am Rand des Formstücks liegen. But the elevation or depression can thereby also are on the edge of the fitting.

Nach einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle der Messvorrichtung eine Koppelmatte bzw. die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals besitzt die Eigenschaften einer Koppelmatte oder eine Koppelmatte ist auf der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals angebracht. According to one embodiment of the inventive measuring device, the area for the input and / or output coupling of an ultrasound signal for determining and / or monitoring a flow rate of a measurement medium is determined by the measuring cell of the measuring device has a coupling mat or the area for the input and / or output coupling of an ultrasound signal, the characteristics of a coupling mat or a coupling mat is placed on the surface for the input and / or output coupling of an ultrasound signal.

Für verschiedene Anwendungen sind unterschiedliche Messzellen, dh in Form und Größe unterschiedlich, aber auch in den Eigenschaften die Leitung des Ultraschallsignals betreffend, einsetzbar. For different applications, different measuring cells, ie in shape and size vary, but also in the properties of the line of the ultrasonic signal concerning applicable.Um die Messleistung den geänderten Messbedingungen anzupassen, kann es vorteilhaft sein, dass die Koppelmatte austauschbar ausgestaltet ist. To adjust the measurement performance to the changed conditions of measurement, it may be advantageous that the coupling mat is designed interchangeable.Je nach Anwendung kommt somit eine andere Koppelmatte zum Einsatz. Depending on the application a different coupling mat thus is used.In diesem Sinne ist weiterhin von Vorteil, dass das piezoelektrische Element des Ultraschallwandlers der Messvorrichtung austauschbar ist. In this sense, is also advantageous that the piezoelectric element of the ultrasonic transducer of the measuring device is replaceable.Somit lassen sich Größenverhältnisse besser anpassen und/oder die Frequenzbandbreite der piezoelektrischen Elemente besser nutzen. Thus, proportions can be adapted better and / or use the frequency bandwidth of the piezoelectric elements better.Sinnvoll ist allerdings der Austausch eines Ultraschallwandler-Moduls, welches das piezoelektrische Element mit einschließt. however, is useful to replace a ultrasound transducer module which includes the piezoelectric element.Der Austausch und die elektrische Kontaktierung sind somit sehr einfach. The exchange and the electrical contact are thus very simple.Durch die geeignete Wahl der Koppelmatte und/oder des Piezos lässt sich ein bestimmtes Schallfeld im Messrohr erzeugen. By appropriate selection of the coupling mat and / or the piezo to a particular sound field in the measuring tube can be produced.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems ist die Messvorrichtung modular aufgebaut, mit mindestens einem auswechselbaren Ultraschallwandler-Modul. According to an advantageous further development of the measuring system according to the invention the measuring device is of modular design, with at least one interchangeable ultrasound transducer module.

Messsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals ( Measuring system according to one of claims 7 to 11, characterized in that the first area for the input and / or output coupling of the ultrasonic signal (7 7) der Messzelle ( () Of the measuring cell2 2) und die zweite Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals ( ) And the second surface to the input and / or output coupling of the ultrasonic signal (8 8th) der Messvorrichtung ( () Of the measuring device3 3) so ausgestaltet sind, dass sie mit einer bestimmten Kraft näherungsweise ohne Spalt aufeinanderpressbar sind. ) Are designed so that they are aufeinanderpressbar with a certain force approximately without a gap.

Verfahren zum Betreiben eines Messsystems nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung des Messsystems ( A method for operating a measuring system according to one of claims 7 to 15, characterized in that a calibration of the measuring system (1 1) ohne Messmedium erfolgt. ) Is carried out without measuring medium.

DE2008100020272008-05-282008-05-28Measuring cell for use in measuring device of ultrasonic measuring system, has molded part provided with surface for coupling and/or decoupling of ultrasonic signal for determining flow-through of fluid medium through cell
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Measuring cell for use in measuring device of ultrasonic measuring system, has molded part provided with surface for coupling and/or decoupling of ultrasonic signal for determining flow-through of fluid medium through cell

Device for coupling of monitoring unit to fluid-conveying function device, of medical treatment unit, has monitoring unit and actuators that are directly connected to each other so as to form structural unit

Measuring sensor attaching device, has support housing aligned on sensor, chain laid radially about pipeline and connected to clamp of support housing and screwing unit via which adjustable force is exerted on housing

Gas volume flow measuring arrangement for respiration device, has connection sensor formed to measure combination of state of assembly of transmitter and receiver and to produce connection signal by longitudinally-axial positioning

Measuring sensor attaching device, has support housing aligned on sensor, chain laid radially about pipeline and connected to clamp of support housing and screwing unit via which adjustable force is exerted on housing

Gas volume flow measuring arrangement for respiration device, has connection sensor formed to measure combination of state of assembly of transmitter and receiver and to produce connection signal by longitudinally-axial positioning

Device for coupling of monitoring unit to fluid-conveying function device, of medical treatment unit, has monitoring unit and actuators that are directly connected to each other so as to form structural unit